Dancing balls experiment electric field

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ  HỌC PHẦN: VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC TÍCH CỰC TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ PHỔ THƠNG NHIỆM VỤ: THIẾT KẾ MƠ HÌNH VÀ KẾ HOẠCH DẠY HỌC STEM TỪ VẬT LIỆU MICA ỨNG DỤNG VÀO GIẢNG DẠY TẠI TRƯỜNG THCS-THPT HOA SEN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN: PPDH NGUYỄN THỊ ANH HUYỀN 41.01.102.044 PHAN THỊ HẢI DƯƠNG 41.01.102.016 TRẦN MINH PHÁT 41.01.102.076 TRẦN TẤN PHÁT 41.01.102.074 Phân công nhiệm vụ: HỌ VÀ TÊN NGUYỄN THỊ ANH HUYỀN NHIỆM VỤ Tổng hợp word, làm powerpoint, soạn ý tưởng dạy học, chỉnh sửa kế hoạch dạy học PHAN THỊ HẢI DƯƠNG Soạn vật liệu, hình ảnh, bước gia cơng, tổ chức trò chơi TRẦN MINH PHÁT Soạn kế hoạch dạy học TRẦN TẤN PHÁT Tìm hiểu cấu trúc, tính chất, tính vận dụng nguyên vật liệu 1 Vật liệu mica : - Vật liệu chính: nhựa mica Mica có cơng thức tổng qt là: X2Y4 – 6Z8O20 (OH,F4) Trong đó: X K, Na, Ca; Y Al, Mg, Fe; Z Si Al Về cấu trúc loại mica xếp vào nhóm Y=4 Y=6.Nếu ion X K Na mica thường, ion X Ca mica giịn • Ưu điểm: - Có bề mặt bóng đều, óng ánh, bề mặt phẳng sáng bóng - Có khả xun sáng tốt nhất, thích hợp với việc làm bảng hiệu quảng cáo - Đa dạng màu sắc - Có đặc tính dẻo nên dễ dàng gia công lắp đặt, cứt ghép - Mica chịu nhiệt độ cao, có khả chống ăn mịn tốt, khơng dẫn nhiệt khơng dẫn điện • Nhược điểm: - Có thể bị vỡ chấn động, va đập nên phải cẩn thận trình vận chuyển - Mềm dễ trầy xước kính Vì đặc tính vượt trội nên mica sử dụng rộng rãi đời sống mơ hình STEM học sinh - Trong liên hoan Tuổi trẻ Sáng tạo ngày sinh viên sáng tạo tỉnh khu vực phía Nam có mơ hình Robot tưới tự động HS lớp 12 trường THPT Mạc Đĩnh Chi sử dụng nhựa mica - Mơ hình “xe năng” sử dụng nhựa mica, sử dụng công tác giảng dạy STEM trường Hoa Sen - Mơ hình đèn ngủ led nhựa mica • Sản phẩm D Ball nhóm lấy ngun liệu nhựa mica để xây dựng lên thí nghiệm cho học “Sự nhiễm điện hưởng ứng.Thơng qua thí nghiệm nhằm củng cố lại kiến thức khen ngợi tị mị có óc sáng tạo mơn Vật lí cho học sinh • Tóm tắt lại kiến thức: nhiễm điện hưởng ứng đưa vật nhiễm điện lại gần không chạm vào dẫn khác trung hòa điện Kết hai đầu gần vật dẫn bị nhiễm điện trái dấu Đầu vât dẫn gần vật nhiễm điện mang điện tích trái dấu với vật nhiễm điện • Giải thích nhiễm điện hưởng ứng: Khi vật kim loại đặt gần vật nhiễm điện Các điện tích vật nhiễm điện hút đẩy electron tự vật kim loại làm cho đầu vật thừa electron, đầu thiếu electron Do đó, hai đầu vật bị nhiễm điện hai dấu Sản phẩm từ vật liệu 2.1 Hướng dẫn chế tạo sản phẩm 2.1.1 Vật liệu chế tạo sản phẩm Y Vật liệu Miếng Mica (2 ly, 15cm x 15cm) Hạt xốp Khăn khô Địa điểm mua Cửa hàng Mica Giá thành 10.000Đ x 5.000Đ x 10.000 x Nhà sách Cửa hàng bán vải chợ Hộp giấy khay nhựa Tự chuẩn bị 2.1.2 Hướng dẫn chế tạo vận hành sản phẩm Y Số lượng 6 - Hình minh họa sản phẩm + (1) Hạt xốp + (2) Miếng mica + (3) Hộp giấy - Hướng dẫn chi tiết chế tạo sản phẩm Y + Bước 1: Chuẩn bị vật liệu + Bước 2: Cho hạt xốm vào hộp đạt miếng mica lên - Hướng dẫn vận hành sản phẩm + Dùng miếng vaie khô chà lên miếng mica + Đặt miếng mica lên hộp giấy quan sát - Giải thích tượng 2.2 Phân tích ưu điểm nhược điểm sản phẩm + Ưu điểm: Vật liệu dễ tìm, giá thành rẻ, sử dụng lại nhiều lần, thí nghiệm đơn giản, thực nhà + Khuyết điểm: miếng mica sau nhiều lần sử dụng khơng cịn hiệu ban đầu, cụ thể hút hạt xốp Phải thay miếng mica mới-> gây tốn 2.3 Đề xuất ý tưởng dạy học Mơ hình viên xốp nhiễm tĩnh điện đưa vào mở đầu cho phần kiến thức nhiễm điện hưởng ứng, nằm 2: Thuyết electron Định luật bảo toàn điện tích;sách giáo khoa lớp 10, Sau dạy phần Thuyết electron, Vật (chất) dẫn điện vật (chất) cách điện, giáo viên đặt vấn đề dẫn học sinh vào phần nghiên cứu mơ hình Giáo viên tổ chức trị chơi kích thích tìm tịi, sáng tạo học sinh: vật liệu cho, làm cách lấy viên xốp khỏi hộp mà không chạm tay vào hạt xốp Sau HS thực nhiệm vụ này, HS có tưởng tượng nhiễm điện không tiếp xúc Tiếp theo, giáo viên đưa nhiệm vụ mới: di chuyển hạt xốp bề mặt mica Sau tham gia trị chơi, nhóm thảo luận, dựa vào sách giáo khoa để giải thích tượng Gíáo viên giải thích tượng: Khi dùng miếng vải khô chà xát lên bề mặt mica, miếng mica bị nhiễm tĩnh điện, cụ thể nhiễm điện âm Sau ta đưa miếng mica lại gần viên xốp, viên xốp trung hịa điện, thêm đặc tính khối lượng nhỏ nên viên xốp bị hút lên dễ dàng Hiện tượng viên xốp bị hút dính vào miếng mica nội dung tượng nhiễm điện hưởng ứng Hình vẽ mơ tả tượng viên xốp dính vào Polycarbonate 2.4 Dự đốn khó khăn học sinh gặp phải trải nghiệm với sản phẩm đề xuất phương án hỗ trợ Khi trải nghiệm mơ hình này, bước đầu học sinh khó hình dung bước thực để hoàn thách đặt Lúc này, cần hỗ trợ, gợi ý từ giáo viên, người hướng dẫn Học sinh sau hoàn thành cần xem lại video thực để quan sát kĩ tượng Vì lúc tham gia trị chơi, học sinh tập trung thắng cuộc, chưa suy nghĩ tưởng tượng tượng nhiều KẾ HOẠCH BÀI DẠY Lớp 11_ Thời gian: 45 phút Bài 2: THUYẾT ÊLECTRON ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN ĐIỆN TÍCH I Mục tiêu: Kiến thức: _Trình bày cấu tạo nguyên tử phương diện điện _Phát biểu thuyết electron _Phát biểu định luật bảo tồn điện tích _Mơ tả nhiễm điện tiếp xúc nhiễm điện hưởng ứng _Trình bày v ví dụ vật cách điện vật dẫn điện Kỹ năng: _Làm việc nhóm hiệu _Vận dụng kiến thức để giải vấn đề liên quan Thái độ: _Tích cực, hăng say học tập II Định hướng phát triển lực STEM: _Khoa học (S): vận dụng kiến thức thuyết electron, bảo tồn điện tích để giải thích tượng nhiễm điện hưởng ứng _Cơng nghệ (T): biết công dụng miếng vải khô, mica, giấy bạc viên xốp Làm hộp từ giấy bạc _Kỹ thuật (E): tự làm mơ hình để kiểm chứng tượng nhiễm điện hưởng ứng Sơ đồ hóa q trình làm mơ hình _Tốn học (M): III Chuẩn bị: Giáo viên: _Bảng, phấn _Tài liệu học tập cho HS _Dụng cụ: mica, giấy bạc, viên xốp, hộp cartoon, miếng vải khô Học sinh: _Kéo IV Tiến trình dạy học: Hoạt động 1: Trả GV gọi ngẫu nhiên HS phát biểu: a) Điện tích, điện tích điểm gì? Các loại điện tích tương tác với nhue nào? b) Phát biểu định luật Culong Viết biểu thức định luật Hoạt động 2: Đặt vấn đề Trong trước, tìm hiểu điện tích, nhiễm điên Vậy nguyên tử, điện tích cấu tạo nào? Và trình nhiễm điện, điện tích nào? Chúng ta tìm hiểu “Bài 2: Thuyết electron Định luật bảo tồn điện tích.” Hoạt động 3: Tìm hiểu Cấu tạo nguyên tử phương diện điện điện tích ngun tố Hoạt động GV _Gv thơng báo: Đầu tiên, tìm hiểu nguyên tử cấu tạo nào? Điện tích chúng sao? _Gv gọi Hs phát biểu trả lời câu hỏi: +Bằng kiến thức hóa học, nguyên tử cấu tạo nào? +Hạt nhân electron mang điện tích gì? Và chúng chuyển động với hạt nhân? +Cịn hạt nhân có cấu tạo nào? +Vậy điện tích khối lượng electron proton bao nhiêu? +Khối lượng nơtron so với khối lượng proton? Hoạt động HS _Lắng nghe Nội dung _Nguyên tử gồm hạt nhân mang điện tích dương nằm trung tâm electron mang điện tích âm chuyển động xung quanh _Hạt nhân gồm loại hạt nơtron không mang điện +Nguyên tử cấu tạo tích proton mang điện gồm hạt nhân tích dương Khối lượng electron nơtron xấp xỉ khối lượng proton +Hạt nhân mang điện tích _Số proton hạt nhân dương nằm trung tâm với số electron xung electron mang điện tích quanh hật nhân nên độ lớn âm chuyển động xung điện tích dương hạt quanh hạt nhân nhân độ lớn điện +Hạt nhân gồm loại hạt tích âm electron nơtron không mang điện, Nguyên tử trạng thái proton mang điện tích trung hịa dương _Điện tích proton điện tích electron gọi điện tích ngun tố +Bằng _GV thơng báo: số proton hạt nhân số electron xung quanh hạt nhân Tức độ lớn điện tích dương hạt nhân độ lớn điện tích âm electron Dẫn đến nguyên tử trung hòa điện _Gv cung cấp thêm thông tin: tượng điện THPT điện tích electron proton điện tích nhỏ Nên ta gọi chúng điện tích ngun tố Hoạt động 4: Tìm hiểu Thuyết electron Hoạt động GV _GV cung cấp thơng tin: Tiếp theo, tìm hiểu thuyết electron Thuyết giúp cho giải thích nhiễm điện vật _Gv cung cấp nội dung thuyết electron: Thuyết electron thuyết dựa vào cư trú di chuyển electron để giải thích tượng điện tính chấy điện vật _GV cung cấp thông tin nhằm giải thích tượng nhiễm điện: +Đầu tiên, electron rời khỏi nguyên tử để di chuyển từ nơi sang nơi khác + Vậy nguyên tử electron, nguyên tử trở thành hạt mang điện dương hay âm? Vì sao? +Và người ta gọi, nguyên tử bị electron với tên Hoạt động HS +Nguyên tử electron, nguyên tử trở thành hạt mang điện tích dương Vì ban đầu ngun tử trung hòa điện Khi electron, số điện tích dương nhiều nên hạt mang điện tích dương Nội dung _Thuyết electron thuyết dựa vào cư trú di chuyển electron để giải thích tượng điện tính chấy điện vật _Nội dung thuyết electron nhiễm điện: +Electron rời khỏi nguyên tử để di chuyển từ nơi sang nơi khác +Khi nguyên tử electron, nguyên tử trở thành hạt mang điện dương gọi ion dương +Khi ngun tử trung hịa, nhận thêm electron hạt trở thành hay mang điện tích âm hay ion âm +Một vật nhiễm điện âm số electron mà chứa lớn số điện tích dương Nếu số electron số proton vật nhiễm điện dương gọi khác ion dương +Tương tự, Khi nguyên tử trung hịa, nhận +Hạt trở thành hạt mang thêm electron hạt trở điện tích âm gọi ion thành hạy mang điện tích âm gì? Và gọi ion gì? +GV cung cấp thêm thơng tin: vật nhiễm điện âm số electron mà chứa lớn số điện tích dương Nếu số electron số proton vật nhiễm điện dương Hoạt động 5: Tìm hiểu Định luật bảo tồn điện tích Hoạt động GV Hoạt động HS _GV thông báo: Trong hệ _Lắng nghe tiếp thu cô lập điện, tổng đại số kiến thức điện tích không đổi _GV gọi đến HS nhắc lại định luật bảo tồn điện tích _GV khẳng định lại: định luật bảo tồn điện tích áp dụng cho hệ vật cô lập điện Hệ cô lập điện hệ khơng trao đổi điện tích với vật hệ Nội dung _Trong hệ lập điện, tổng đại số điện tích không đổi _ĐK: hệ cô lập điện Hoạt động 6: Tìm hiểu Vật cách điện dẫn điện Hoạt động GV Hoạt động HS _GV thơng báo: nhâu tìn hiểu vật dẫn điện hay cách điện Các vật có chất mà chúng dẫn điện cách điện? _Gv gọi ngẫu nhiên HS: +Tìm thực tế, ví +Vật dẫn điện: nước, kim dụ vật dẫn điện loại, dung dịch… +Vật dẫn điện vật chứa nhiều điện tích tự +Điện tích tự điện Nội dung _Điện tích tự điện tích di chuyển từ điểm sang điểm khác phạm vi thể tích vật dẫn _Vật dẫn điện vật chứa nhiều điện tích tự VD: nước, kim loại, dung dịch… _ Vật cách điện vật chứa hay khơng chứa điện tích tự VD: nhựa, cao tích di chuyển từ điểm sang điểm khác phạm vi thể tích vật dẫn +Tương tự, vật cách điện vật nào? Chứa nhiều hay khơng có điện tích tự do? +Tìm thực tế, vật cách điện su, gốm… +Vật cách điện vật chứa hay khơng chứa điện tích tự +Vật cách điện: nhựa, cao sứ, gốm… Hoạt động 7: Tìm hiểu Sự nhiễm điện tiếp xúc Hoạt động GV Hoạt động HS _GV thông báo: trước tìm hiểu nhiễm điện Trong mục tiếp theo, tìm hiểu vật nhiễm điện với nào? _Gv đặt câu hỏi: Khi +Vật bị nhiễm điện vật chưa nhiễm điện tiếp xúc với vật nhiễm điện vật có bị nhiễm điện không? Và sau vật tiếp xúc, vật bị nhiễm điện có dấu với vật nhiễm điện ban đầu Và gọi tượng nhiễm điện tiếp xúc _GV thông báo thêm: tổng đại số điện tích vật sau tiếp xúc tổng đại số điện tích trước tiếp xúc Nội dung _Nếu cho vật chưa nhiễm điện tiếp xúc với vật nhiễm điện bị nhiễm điện dấu với vật Đó nhiễm điện tiếp xúc Hoạt động 8: Nghiên cứu thực mơ hình Hoạt động GV Đặt vấn đề: Nếu vật không tiếp xúc hay chạm vật nhiễm điện liệu chúng có nhiễm điện không? Để biết điều trên, thực mơ hình nhỏ GV chia lớp thành nhóm, nhóm thành viên Giới thiệu dụng cụ gồm có vật liệu sau +2 miếng mica cắt sẵn 30×25cm +Giấy bạc (aluminium foil) miếng 50cm + túi viên xốp +Hộp cartoon ( cao 4-5cm) 10 Hoạt động HS Lắng nghe Các nhóm quan sát Các nhóm lên nhận vật liệu, kiểm tra vật liệu + miếng vải khô Giao nhiệm vụ: Các nhóm đổ khoảng 20-30 hạt xốp vào hộp cartoon Tổ chức trò chơi: Dancing balls Thử thách 1: Yêu cầu nhóm cách lấy hạt xốp khỏi hộp giấy mà không dùng tay chạm vào hạt xốp, dùng vật liệu cung cấp Trong vịng phút, nhóm lấy nhiều hạt xốp chiến thắng Thử thách 2: Sau học sinh biết cách hút hạt xốp vào miếng mica Yêu cầu học sinh hút hạt xốp vào miếng mica Yêu cầu học sinh không dùng tay chạm vào hạt xốp miếng mica, cách di chuyển hạt xốp sang trái/ phải miếng mica Học sinh chơi thực phút, sau quan sát tượng mơ tả tượng Các nhóm suy nghĩ, thực nhiệm vụ Báo cáo nhiệm vụ Nhóm chiến thắng báo cáo cách thực hiện, giải thích tượng Các nhóm cịn lại đặt câu hỏi thảo luận Giáo viên giải thích lại Đưa kết luận Khẳng định lại nhiễm điện hưởng ứng Lắng nghe Tham gia thảo luận Lắng nghe, ghi chép Hoạt động 9: Củng cố _Thuyết electron thuyết dựa vào cư trú di chuyển electron để giải thích tượng điện tính chất điện vật _Điện tích electron điện tích nguyên tố âm proton điện tích nguyên tố dương _Định luật bảo tồn điện tích: tổng đại số điện tích hệ vật coi lập điện khơng thay đổi _Có thể giải thích nhiễm điện tiếp xúc, hưởng ứng,… thuyết electron _Làm tập 5, 6, SGK/trang 14 _Học chuẩn bị 3: ĐIỆN TRƯỜNG VÀ CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG ĐƯỜNG SỨC ĐIỆN 11 ... miếng vải khơ Giao nhiệm vụ: Các nhóm đổ khoảng 20-30 hạt xốp vào hộp cartoon Tổ chức trò chơi: Dancing balls Thử thách 1: Yêu cầu nhóm cách lấy hạt xốp khỏi hộp giấy mà không dùng tay chạm vào hạt